含环糊精吸油树脂微球及对紫外光敏感吸油树脂的合成与性能研究

论文摘要

高吸油树脂是一种新型的人工合成吸油材料,其特定的三维网状结构使其在常温下具有快速吸油、高饱和吸油率、高保油率、只吸水不吸油等特点,使高吸油树脂广泛应用于环境污水中有机物吸附；利用吸油树脂在物理作用下不解吸并且在适当条件下有缓释作用的特性,可以用作芳香剂、诱鱼剂、杀虫剂等的基材；在香烟滤嘴中使用吸油树脂添加剂可以有交过滤烟草燃烧产生的有害成分；将高吸油树脂、合成树脂胶黏剂、纤维基材等混合经过物理、化学作用可以制备得到具有很好油封性能的密封材料。在本论文中,通过不同的方法,分别合成得到了含有p-环糊精结构的高吸油性能吸油树脂微球、低成本且具有较高吸油性能的吸油树脂微球、含有偶氮苯结构的光敏感性吸油树脂。主要的工作如下：一、环糊精的改性及以含有环糊精组分的高吸油树脂微球的合成与性能研究1、在DMAP的催化作用下利用酯交换法将GMA与β-环糊精反应,合成得到了具有多重双键的改性β-环糊精（β-CD-MA）,通过FT-IR和1H-NMR分析,确定了β-CD-MA的结构。2、利用悬浮聚合法,以AIBN为引发剂,将β-CD-MA与丙烯酸十八酯、苯乙烯进行共聚,得到了新型的高吸油树脂微球。将得到的吸油树脂微球进行了甲苯、二甲苯、三氯甲烷、四氯化碳的吸收测试,测试结果表明,含有β-CD-MA的吸油树脂具有较快的吸油速率,同时又有很高的饱和吸油率和较高的保油率。在适当条件下合成得到的高吸油树脂微球对甲苯、二甲苯、三氯甲烷、三氯化碳的饱和吸油率分别可达55,52,75,102 g/g。对四种油品的保油率基本都能保持在90%以上。二、低成本吸油树脂的合成及性能研究利用α-甲基苯乙烯具有适当空间位阻取代基（甲基）的结构特点,及其易共聚不易均聚的性质,设计合了一系列树脂。使用二乙烯基苯为交联剂,α-甲基苯乙烯、苯乙烯、丙烯酸十八酯为单体,利用悬浮聚合法,通过对实验条件的优化,利用α-甲基苯乙烯的空间位阻,使共聚合得到的高分子链间有适当的空间和作用力,从而得到具有较高吸油性能且合成成本较低,有实用意义的高吸油树脂。三、含有双键偶氮苯化合物的合成及光敏感性吸油树脂的合成1、将4-氨基苯乙烯在亚硝酸作用下重氮盐化后与苯酚进行偶合反应,将所得产物进行沉淀、洗涤、柱色谱分离,得到了纯度较高的含有双键的偶氮苯化合物V1-AZO,通过UV-Vis、FT-IR和1H-NMR表征,确定了反应按设计机理进行,得到V1-AZO为含有双键的偶氮苯化合物。2、以AIBN为引发剂,DVB为交联剂,将VI-AZO与丙烯酸十八酯、苯乙烯进行共聚反应,得到了淡黄色吸油树脂。本方法适当条件下合成得到的吸油树脂对甲苯、二甲苯、三氯甲烷、四氯化碳的饱和吸油率为16.2 g/g、16.5 g/g、17.5 g/g、17.2g/g。将饱和溶胀后的吸油树脂进行了紫外光照射实验,结果表明,含有V1-AZO的吸油树脂具有光敏性特性,能在紫外光下有自动解吸现象,并且解吸能力与V1-AZO的含量有关。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 吸油树脂的合成方法及应用研究
• 1.1.1 高吸油树脂的发展概况
• 1.1.2 高吸油树脂的合成
• 1.1.3 高吸油树脂的吸油原理
• 1.1.4 吸油树脂的其它应用
• 1.2 环糊精的结构、性能、相关应用研究
• 1.2.1 环糊精的结构与性质
• 1.2.2 环糊精的研究进展
• 1.3 偶氮苯化合物的结构、性能与应用研究
• 1.3.1 偶氮苯生色团结构与性能
• 1.3.2 偶氮苯顺反异构化机理
• 1.3.3 偶氮苯化合物及相关聚合物研究现状
• 1.4 课题目的与意义
• 1.4.1 目的
• 1.4.2 意义
• 第二章 环糊精的改性及以含有环糊精组分的高吸油树脂微球的合成与性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 主要试剂与主要仪器设备
• 2.2.1 主要试剂
• 2.2.2 主要仪器设备
• 2.3 实验内容
• 2.3.1 改性环糊精（β-CD-MA）的合成
• 2.3.2 含环糊精结构的高吸油性能吸油树脂合成
• 2.3.3 吸油树脂的吸油速率及饱和吸油率测定
• 2.3.4 吸油树脂的保油率的测定
• 2.4 产物表征
• 2.4.1 β-CD-MA结构表征
• 2.4.2 吸油树脂表观形貌表征
• 2.5 结果与讨论
• 2.5.1 β-CD-MA的用量对吸油树脂性能的影响
• 2.5.2 丙烯酸十八酯单体、苯乙烯单体用量配比对吸油树脂的影响
• 2.5.3 吸油树脂的吸油速率测试
• 2.5.4 吸油树脂吸附水表面上的有机溶剂
• 2.5.5 吸油树脂保油率的测定
• 2.6 本章小结
• 第三章 低成本吸油树脂（α-甲基苯乙烯为共聚单体、DVB为交联剂）的合成及其性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 主要设备与试剂
• 3.2.1 主要试剂
• 3.2.2 主要仪器设备
• 3.3 实验内容
• 3.3.1 具有应用价值的低成本吸油树脂合成
• 3.3.2 吸油树脂交联度的测定
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 不同单体配比吸油树脂对饱和吸油率影响
• 3.4.2 饱和吸油率与交联度关系
• 3.4.3 吸油树脂保油率
• 3.5 本章小结
• 第四章 含双键偶氮苯化合物的合成及光敏感吸油树脂的合成
• 4.1 引言
• 4.2 主要设备与试剂
• 4.2.1 主要试剂
• 4.2.2 主要仪器设备
• 4.3 实验内容
• 4.3.1 含双健偶氮苯化合物的合成
• 4.3.2 光敏感吸油树脂的合成
• 4.4 产物表征
• 4.4.1 含双键偶氮苯化合物（V1-AZO）的结构表征
• 4.5 结果与讨论
• 4.5.1 光敏性吸油树脂吸油性能表征
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者简介
• 导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书